RU147723U1

RU147723U1 - DEVICE FOR HEATING A FIRE MACHINE PUMP IN WINTER CONDITIONS

Info

Publication number: RU147723U1
Application number: RU2014107264/12U
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Савин; Станислав Владимирович Балаба; Александр Михайлович Бурдин; Евгений Андреевич Галактионов; Игорь Александрович Зубарев; Иван Сергеевич Лазарев; Виталий Евгеньевич Майоров; Игорь Александрович Максимов; Адиль Шихомирович Мамедов; Сергей Аркадьевич Орлов; Максим Валерьевич Стахеев; Виталий Викторович Терентьев; Алексей Валерьевич Филиппов; Фаниль Шамильевич Хафизов; Александр Вениаминович Шуртаков; Ольга Михайловна Савина
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2014-11-20

Abstract

1. Устройство для подогрева насоса пожарной машины в зимних условиях, содержащее насос пожарный собственно, теплогенерирующее устройство, соединительные трубопроводы и арматуру, отличающееся тем, что сопутствующий, в течение всего периода пожаротушения, подогрев насоса и огнетушащей жидкости, находящейся в нем, осуществляется путем подачи сухого горячего воздуха, образующегося при работе теплогенерирующего устройства на основе вихревой трубы Ранка-Хильша, подключенного к пневматической тормозной системе базового шасси пожарного автомобиля либо к автономному компрессору посредством патрубка подвода сухого горячего воздуха и запорной арматуры в выполненные в корпусе и всасывающем патрубке насоса дополнительные полости - рубашки подогрева либо в зазор между съемным кожухом и насосом.2. Устройство для подогрева насоса пожарной машины в зимних условиях по п.1, отличающееся тем, что рубашка подогрева насоса подключена параллельно контуру пневматической тормозной системы базового шасси и имеет патрубок для подвода сухого горячего воздуха и патрубок для отвода воздуха.3. Устройство для подогрева насоса пожарной машины в зимних условиях по п.1, отличающееся тем, что патрубок для подвода сухого горячего воздуха находится на диффузоре насоса, а патрубок для его отвода находится в полости, имеющейся во всасывающем патрубке насоса.4. Устройство для подогрева насоса пожарной машины в зимних условиях по п.1, отличающееся тем, что отвод воздуха осуществляется в насосный отсек пожарного автомобиля.5. Устройство для подогрева насоса пожарной машины в зимних условиях по п.1, отличающееся тем, что отвод воздуха из рубаш�1. A device for heating a fire engine pump in winter conditions, comprising a fire pump itself, a heat generating device, connecting pipes and fittings, characterized in that the accompanying, during the entire period of fire extinguishing, heating of the pump and the fire extinguishing liquid contained in it is carried out by supplying dry hot air generated during operation of a heat generating device based on a Rank-Hilsch vortex tube connected to the pneumatic brake system of the base chassis of a fire engine car shown either by autonomous compressor nozzle for supplying dry hot air and valves in the housing and formed in the suction pipe of the pump cavity additional - heating jacket or into the gap between the housing and the removable nasosom.2. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the pump heating jacket is connected in parallel with the pneumatic brake system of the base chassis and has a nozzle for supplying dry hot air and a nozzle for venting air. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the pipe for supplying dry hot air is located on the diffuser of the pump, and the pipe for its removal is located in the cavity in the suction pipe of the pump. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the air is discharged into the pump compartment of the fire engine. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the air outlet from the jacket�

Description

Предполагаемая полезная модель относится к противопожарной технике, в частности к техническим средствам для предотвращения обледенения и замерзания магистральных пожарных напорных рукавных линий.The proposed utility model relates to fire fighting equipment, in particular to technical means for preventing icing and freezing of main fire pressure hose lines.

Работникам пожарной охраны известны случаи замерзания воды в рукавных линиях при тушении пожара. Происходит это потому, что вода, подаваемая по рукавной линии, отдает теплоту в окружающее пространство. Количество теряемой теплоты пропорционально разности температур воды и окружающего воздуха и возрастает с уменьшением скорости движения воды. Таким образом, по мере движения воды по рукавной линии температура ее понижается. При этом исследованиями установлено, что увеличение температуры воды на каждые 0,1°C позволяет увеличить длину магистральной пожарной напорной рукавной линии на 50 метров [см. Алешков М.В. Повышение работоспособности напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур. Дисс. канд. техн. наук - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1990. - 293 с].Firefighters are aware of cases of freezing water in the hose lines during fire fighting. This happens because the water supplied through the hose line gives off heat to the surrounding space. The amount of heat lost is proportional to the temperature difference between the water and the surrounding air and increases with decreasing water velocity. Thus, as the water moves along the hose line, its temperature decreases. At the same time, studies have established that increasing the water temperature for every 0.1 ° C allows you to increase the length of the main fire pressure hose line by 50 meters [see Aleshkov M.V. Improving the performance of pressure hose lines when fighting fires at low temperatures. Diss. Cand. tech. Sciences - M.: VIPPSH of the Ministry of Internal Affairs of the USSR, 1990. - 293 s].

Известны и технические возможности уменьшить интенсивность образования льда в рукавах, увеличить длину магистральной пожарной напорной рукавной линии посредством подогрева воды, например, непосредственно насосом. Это связано с относительно низким КПД центробежных пожарных насосов. Так, величина КПД центробежного пожарного насоса марки НЦПН-40/100 изменяется от 60% - при номинальной подаче до нуля при отсутствии подачи воды [см. Справочное пособие водителя пожарного автомобиля. - М.: ВНИИПО МВД России. 1997. - 126 с]. Таким образом, работающий центробежный насос нагревается.Technical capabilities are also known to reduce the intensity of ice formation in the hoses, to increase the length of the main fire pressure hose line by heating water, for example, directly with a pump. This is due to the relatively low efficiency of centrifugal fire pumps. So, the efficiency of a centrifugal fire pump of the NTsPN-40/100 brand varies from 60% - with a nominal supply to zero in the absence of water supply [see Reference manual for the driver of a fire truck. - M .: VNIIPO Ministry of Internal Affairs of Russia. 1997. - 126 s]. Thus, the working centrifugal pump heats up.

Степень нагрева воды в насосе, как это установлено испытаниями [см. Шебеко Н. О работе насосов при низких температурах / Пожарное дело. 1960. - №10, 24-25 с], зависит от количества воды, подаваемой насосом в рукавную линию, напора, развиваемого насосом, температуры воздуха, а также от интенсивности рассеивания теплоты от его наружных поверхностей в окружающую среду и колеблется в пределах от 0,4 до 1,3°C [См. Исследование возможности повышения температуры воды в насосе путем ее дросселирования. Отчет НИР (заключ.) / ВНИИПО МВД СССР - М.: 1959. - 63 с].The degree of heating of water in the pump, as established by the tests [see Shebeko N. On the operation of pumps at low temperatures / Fire. 1960. - No. 10, 24-25 s], depends on the amount of water supplied by the pump to the hose line, the pressure developed by the pump, air temperature, and also on the intensity of heat dissipation from its external surfaces to the environment and ranges from 0 , 4 to 1.3 ° C [See Investigation of the possibility of increasing the temperature of the water in the pump by throttling it. Report of research (concluded) / VNIIPO Ministry of Internal Affairs of the USSR - M .: 1959. - 63 s].

Известно также, что для уменьшения диссипации теплоты от наружных поверхностей пожарного насоса в окружающий холодный воздух нормативные документы [см. Рекомендации по практической работе со специальными агрегатами пожарных автомобилей. - М.: ВНИИПО МВД России. 1994. - 54 с] обязывают водителя после установки соответствующего режима работы насоса, закрыть дверь насосного отсека и наблюдать за показанием контрольно-измерительных приборов через окно в указанной двери.It is also known that to reduce the dissipation of heat from the outer surfaces of the fire pump into the surrounding cold air regulatory documents [see Recommendations for practical work with special units of fire trucks. - M .: VNIIPO Ministry of Internal Affairs of Russia. 1994. - 54 s] oblige the driver, after setting the appropriate operating mode of the pump, to close the door of the pump compartment and observe the reading of instrumentation through a window in the specified door.

В условиях низких температур, обогрев насосного отсека пожарной автомобиля, кроме того, осуществляется теплотой отработавших газов двигателя внутреннего сгорания базового шасси, посредством удлиненной выхлопной трубы и специального радиатора отопления смонтированного в насосном отсеке непосредственно под насосом пожарного автомобиля [см. Автоцистерна пожарная АЦ-4,0 - 40 (4331) модель 8 BP. Руководство по эксплуатации. - Варгаши: 1999. - 19 с]. В целом ряде конструкций радиатор отопления насоса пожарного автомобиля совмещают с днищем насосного отсека.At low temperatures, heating the pump compartment of a fire engine is also carried out by the heat of exhaust gases from the base chassis internal combustion engine, using an elongated exhaust pipe and a special heating radiator mounted in the pump compartment directly under the fire engine pump [see Fire truck AC-4.0 - 40 (4331) model 8 BP. Manual. - Vargashi: 1999. - 19 s]. In a number of designs, the radiator for heating the pump of a fire truck is combined with the bottom of the pump compartment.

Недостатком такого технического решения является весьма низкий КПД подогрева насоса, поскольку между радиатором отопления и насосом отсутствует непосредственный механический контакт - зазор составляет до 150 мм.The disadvantage of this technical solution is the very low efficiency of heating the pump, since there is no direct mechanical contact between the heating radiator and the pump - the gap is up to 150 mm.

Известно другое техническое решение по подогреву насоса пожарного автомобиля. Особенностью данного технического решения [см. Пожарная автоцистерна АЦ-6,0 - 40/4 (53211) модель 1-ДД. Инструкция по эксплуатации. ОАО «Давыдово». 1997.- 34 с] является то, что в корпусе пожарного насоса (тип НХ-30, изготовитель - австрийская фирма ROSENBAUER), имеется полость - рубашка обогрева, в которой циркулирует жидкость из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания базового шасси пожарного автомобиля. В 40-50 годах прошлого века подобная конструкция корпуса применялась также и в отечественных пожарных насосах марки Д-20 [см. Волков И.С. Машины и аппараты пожаротушения. - М-Л.: Издательство Минкомхоза РСФСР. 1948. - 432 с].Another technical solution for heating a fire truck pump is known. A feature of this technical solution [see Fire truck AC-6.0 - 40/4 (53211) model 1-DD. User's manual. OJSC "Davydovo". 1997.- 34 s] is that in the body of the fire pump (type HX-30, manufacturer - the Austrian company ROSENBAUER), there is a cavity - a heating jacket, in which liquid circulates from the cooling system of the internal combustion engine of the base chassis of a fire truck. In the 40-50s of the last century, a similar housing design was also used in domestic fire pumps of the D-20 brand [see Volkov I.S. Fire extinguishing machines and apparatus. - M: Publishing House of the Ministry of Agriculture of the RSFSR. 1948. - 432 s].

Недостатком данного технического решения являются наличие дополнительных коммуникаций и увеличение объема, а, следовательно, и теплоемкости охлаждающей жидкости двигателя базового шасси. Это удлиняет послепусковой прогрев силового агрегата на ходу пожарного автомобиля и, тем самым, ухудшает динамические характеристики пожарного автомобиля, т.е. увеличивается время его следования к месту вызова, что, в конечном счете, приводит к возрастанию количества жертв и материальных убытков от пожаров или других ЧС.The disadvantage of this technical solution is the presence of additional communications and an increase in the volume, and, consequently, the heat capacity of the engine coolant base chassis. This lengthens the post-start-up heating of the power unit while the fire truck is running and, thereby, worsens the dynamic characteristics of the fire engine, i.e. the time it takes to travel to the place of call increases, which ultimately leads to an increase in the number of victims and material losses from fires or other emergencies.

Известно техническое решение по подогреву насоса пожарного автомобиля. Особенностью данного технического решения [см. Патент 23721123 РФ, МКИ A62C 27/00 (2006.01). A62C 33/00 (2006.01). Способ подогрева насоса пожарной машины для низкотемпературных условий / Савин М.А. и др. - №2008108593; Заявлено 04.03.08; Опубл. 10.11.2009. Бюл. №31] является то, что в корпусе насоса пожарного автомобиля имеется полость - рубашка подогрева, куда подают отработавшие газы двигателя.A technical solution for heating a fire truck pump is known. A feature of this technical solution [see RF patent 23721123, MKI A62C 27/00 (2006.01). A62C 33/00 (2006.01). The method of heating the pump of a fire engine for low-temperature conditions / Savin M.A. et al. - No. 2008108593; Stated March 4, 08; Publ. 11/10/2009. Bull. No. 31] is that in the pump body of the fire truck there is a cavity - a heating jacket, where the exhaust gases of the engine are supplied.

Однако поскольку насосный отсек часто располагается в задней части пожарного автомобиля, то эффективность подогрева спецагрегата отработавшими газами двигателя существенно уменьшается, т.к. при движении по выпускному трубопроводу они быстро охлаждаются. Кроме того, в случае негерметичности соединений может иметь место утечка отработавших газов в насосный отсек пожарного автомобиля, что существенно ухудшает экологию рабочей зоны оператора пожарного насоса - водителя пожарного автомобиля. Таковы основные недостатки такого технического решения.However, since the pump compartment is often located at the rear of the fire truck, the efficiency of heating the special unit with engine exhaust is significantly reduced, because when moving through the exhaust pipe, they cool rapidly. In addition, in the event of a leak in the connections, there may be an exhaust gas leak into the pump compartment of the fire truck, which significantly degrades the ecology of the fire zone of the fire pump operator - driver of the fire truck. These are the main disadvantages of such a technical solution.

Задачей полезной модели является обеспечение усиленного подогрева огнетушащей жидкости, находящейся в пожарном центробежном насосе не только теплотой, выделяющейся при работе насоса, но также теплотой сжатого воздуха, нагретого в специальном теплогенерирующем устройстве для предотвращения обледенения и замерзания воды в магистральных напорных рукавных линиях в зимних условиях при сохранении динамических характеристик пожарного автомобиля и обеспечения экологической безопасности его водителя.The objective of the utility model is to provide enhanced heating of the extinguishing fluid in the fire centrifugal pump not only with the heat released during pump operation, but also with the heat of compressed air heated in a special heat-generating device to prevent icing and freezing of water in the main pressure hose lines in winter conditions maintaining the dynamic characteristics of the fire engine and ensuring the environmental safety of its driver.

Для решения этой задачи сопутствующий, в течение всего периода пожаротушения, дополнительный подогрев огнетушащей жидкости предлагается производить путем подачи непосредственно в специальную подогревательную рубашку корпуса пожарного насоса не охлаждающей жидкости или отработавших газов двигателя базового шасси пожарного автомобиля, а сухого горячего воздуха от теплогенерирующего устройства для максимального нагрева собственно пожарного насоса и последующей передачи теплоты потоку огнетушащей жидкости. При этом обеспечивается увеличения длины магистральных пожарных напорных рукавных линий. Необходимое количество сжатого воздуха отбирают от компрессора пневматической тормозной системы базового шасси пожарного автомобиля либо от автономного компрессора, например винтового типа.To solve this problem, it is proposed to carry out additional heating of the extinguishing liquid during the entire period of fire fighting by supplying directly to the special heating jacket of the fire pump casing not coolant or exhaust gases from the engine of the base chassis of the fire truck, but dry hot air from the heat generating device for maximum heating the fire pump itself and the subsequent transfer of heat to the flow of the extinguishing fluid. This ensures an increase in the length of the main fire pressure hose lines. The required amount of compressed air is taken from the compressor of the pneumatic brake system of the base chassis of a fire truck or from an autonomous compressor, for example a screw type.

Задача решается тем, что корпус и всасывающий патрубок пожарного насоса, предназначенного для эксплуатации в условиях низких температур окружающего воздуха, на заводе изготавливают с заранее предусмотренными каналами рубашек подогрева, а к концу специального трубопровода сжатого воздуха от пневматической тормозной системы базового шасси пожарного автомобиля либо автономного компрессора через запорную арматуру подключают пожаро- и взрывобезопасное теплогенерирующее устройство в виде вихревой трубы Ранка-Хильша (Потапов Ю.С., Фоминский Л.П. Вихревая энергетика и холодный ядерный синтез с позиции теории движения. - Кишинев-Черкассы: «Око-Плюс», 2000. - 387 с). Предлагаемое вихревое устройство отличается:The problem is solved in that the casing and the suction pipe of the fire pump, designed for operation at low ambient temperatures, are made at the factory with pre-provided channels for heating jackets, and by the end of a special compressed air pipe from the pneumatic brake system of the base chassis of a fire truck or an autonomous compressor through shut-off valves, a fire and explosion-proof heat-generating device in the form of a Rank-Hilsh vortex tube is connected (Potapov Yu.S., Fomins cue LP Vortex energy and cold nuclear fusion from the standpoint of the theory of motion. - Chisinau-Cherkasy: "Eye-Plus", 2000. - 387 s). The proposed vortex device is characterized by:

- высокой скоростью выхода на рабочий режим работы;- high speed output to the operating mode;

- небольшой массой и габаритами;- small weight and dimensions;

- стабильностью температуры воздуха на выходе (на номинальном режиме +80…+110°C, причем температура может быть изменена);- stability of the outlet air temperature (in the nominal mode + 80 ... + 110 ° C, and the temperature can be changed);

- отсутствием подвижных частей;- lack of moving parts;

- не требует технического обслуживания.- does not require maintenance.

На чертеже (фиг. 1) представлена одна из возможных схем предложенного способа подогрева насоса пожарной машины для зимних условий. Где: 1 - двигатель базового шасси пожарного автомобиля; 2 - компрессор пневматической тормозной системы базового шасси; 3 - ресивер тормозной системы; 4 - трубопровод отбора сжатого воздуха; 5 - запорная арматура; 6 - двухступенчатое теплогенерирующее устройство на основе вихревой трубы Ранка-Хильша; 7 - патрубок для подвода сухого горячего воздуха в рубашку подогрева корпуса пожарного насоса; 8 - пожарный насос; 9 - рубашка подогрева корпуса пожарного насоса; 10 - рубашка подогрева всасывающего патрубка пожарного насоса; 11 - патрубок для отвода воздуха.The drawing (Fig. 1) shows one of the possible schemes of the proposed method of heating the pump of a fire engine for winter conditions. Where: 1 - engine of the base chassis of a fire truck; 2 - compressor of the pneumatic brake system of the base chassis; 3 - a receiver of brake system; 4 - pipeline selection of compressed air; 5 - shutoff valves; 6 - two-stage heat-generating device based on Rank-Hilsch vortex tube; 7 - pipe for supplying dry hot air to the heating jacket of the fire pump housing; 8 - fire pump; 9 - shirt heating the body of the fire pump; 10 - shirt heating the suction pipe of the fire pump; 11 - pipe for air exhaust.

Таким образом, рубашка подогрева пожарного насоса имеет патрубки для подвода сухого горячего воздуха и для его отвода. При этом для эффективной передачи теплоты огнетушащей жидкости находящейся в полости насоса патрубок для подвода сухого горячего воздуха размещен на диффузоре насоса, а патрубок для отвода - на его всасывающем патрубке. Это позволяет в полной мере использовать принцип противотока для нагрева воды, циркулирующей в насосе. Кроме того, отвод воздуха осуществляется в нижнюю часть насосного отсека пожарного автомобиля, непосредственно под его спецагрегат. Как вариант возможно также техническое решение, по которому рубашка подогрева, представляющая собой съемный кожух, размещена вокруг напорного коллектора насоса, либо вокруг его корпуса, либо вокруг насоса в сборе.Thus, the heating jacket of the fire pump has nozzles for supplying dry hot air and for its removal. In this case, for efficient heat transfer of the extinguishing fluid located in the pump cavity, a pipe for supplying dry hot air is placed on the pump diffuser, and a pipe for removal is located on its suction pipe. This allows the full use of the counterflow principle to heat the water circulating in the pump. In addition, air is vented to the bottom of the pump compartment of the fire truck, directly beneath its special unit. As an option, a technical solution is also possible, according to which the heating jacket, which is a removable casing, is placed around the pressure head of the pump, either around its body, or around the pump assembly.

Теплогенерирующее устройство и автономный компрессор могут размещаться в насосном или смежных отсеках пожарного автомобиля.A heat-generating device and a stand-alone compressor can be located in the pumping or adjacent compartments of a fire truck.

Пожарная машина с насосом такой конструкции в зимних условиях работает следующим образом.A fire engine with a pump of this design in winter conditions works as follows.

По прибытии пожарного автомобиля к месту вызова производится боевое развертывание с забором воды из водоисточника. После поступления воды в пожарный насос водитель включает в работу теплогенерирующее устройство для чего необходимо установить запорную арматуру 5 на трубопроводе отбора сжатого воздуха от тормозной системы базового шасси (либо от автономного компрессора) 4 в положении «Открыто».Upon arrival of the fire truck at the place of call, a combat deployment is carried out with the intake of water from the water source. After the water enters the fire pump, the driver switches on the heat-generating device; for this, it is necessary to install stop valves 5 on the compressed air intake pipe from the brake system of the base chassis (or from a stand-alone compressor) 4 in the “Open” position.

В сильные морозы, перед подачей воды в напорную пожарную рукавную линию воду рекомендуется предварительно нагреть работой насоса на больших оборотах при этом напорные задвижки должны быть полностью закрыты, что позволяет ускорить прогрев пожарного насоса и огнетушащей жидкости в нем за счет внутреннего трения воды о рабочее колесо и корпус [см. Рекомендации по практической работе со специальными агрегатами пожарных автомобилей. - М.: ВНИИПО МВД России. 1994. - 54 с]. Для дополнительного подогрева воды в пожарном насосе перед подачей воды в напорную пожарную рукавную линию водитель устанавливает запорную арматуру 5 на трубопроводе отбора сжатого воздуха 4 в положение «Открыто» и таким образом включает в работу теплогенерирующее устройство. После чего следует подать воду из насоса в свободный напорный патрубок и только при устойчивой работе насоса подавать воду в напорную рукавную линию.In severe frosts, before supplying water to the pressure hose fire line, it is recommended to pre-heat the pump at high speeds while the pressure valves must be completely closed, which allows to accelerate the heating of the fire pump and the fire extinguishing liquid in it due to internal friction of water against the impeller and case [see Recommendations for practical work with special units of fire trucks. - M .: VNIIPO Ministry of Internal Affairs of Russia. 1994. - 54 s]. For additional heating of the water in the fire pump, before the water is supplied to the pressure fire hose line, the driver sets the shutoff valves 5 on the compressed air intake pipe 4 to the “Open” position and thus turns on the heat generating device. Then it is necessary to supply water from the pump to a free discharge pipe and only with steady operation of the pump to supply water to the discharge hose line.

При необходимости временного прекращения подачи воды на тушение пожарный насос не останавливать, а закрыть напорные задвижки насоса и снизить обороты двигателя пожарного автомобиля. При этом насос постепенно нагревается. Об интенсивности прогрева насоса свидетельствуют следующие научные данные: при нулевой подаче и работе пожарного центробежного насоса марки ПН-40УВ на номинальной частоте вращения вала рабочего колеса 2700 об/мин мощность, которую он потребляет, составляет порядка 22 кВт [см. Пожарная техника. Учебник / Под ред. Безбородько М.Д. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. - 550 с]. При достижении температуры воды в насосе 75°C загорается предупредительная лампочка - на тех насосах, которые оснащены такой теплоизмерительной системой [см. Пожарная автоцистерна АЦ-6,0 - 40/4 (53211) модель 1-ДД. Инструкция по эксплуатации. ОАО «Давыдово». 1997. - 34 с]. Для предотвращения дальнейшего повышения температуры насоса и обрыва столба жидкости во всасывающей линии или перемерзания последней необходимо предусматривать ручной или автоматический сброс воды на слив в водоем, например: открыть на короткое время свободный патрубок насоса или сливной краник в его корпусе [см. Рекомендации по практической работе со специальными агрегатами пожарных автомобилей. - М.: ВНИИПО МВД России. 1994. - 54 с].If it is necessary to temporarily stop the extinguishing water supply, do not stop the fire pump, but close the pressure valves of the pump and reduce the engine speed of the fire truck. In this case, the pump gradually heats up. The following scientific data testify to the intensity of the pump warm-up: at zero supply and operation of the PN-40UV fire-fighting centrifugal pump at a nominal impeller shaft speed of 2700 rpm, the power it consumes is about 22 kW [see Fire fighting equipment. Textbook / Ed. Bezborodko M.D. - M.: Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergencies of Russia, 2004. - 550 s]. When the water temperature in the pump reaches 75 ° C, a warning light comes on - on those pumps that are equipped with such a heat measuring system [see Fire truck AC-6.0 - 40/4 (53211) model 1-DD. User's manual. OJSC "Davydovo". 1997. - 34 s]. To prevent a further increase in the temperature of the pump and the breakdown of the liquid column in the suction line or freezing of the latter, it is necessary to provide for manual or automatic discharge of water to drain into the reservoir, for example: open for a short time a free pump nozzle or drain cock in its body [see Recommendations for practical work with special units of fire trucks. - M .: VNIIPO Ministry of Internal Affairs of Russia. 1994. - 54 s].

Перед остановкой пожарного насоса необходимо открыть сливной краник и убедиться в истечении через него воды. Разборку магистральных напорных рукавных линий производить сразу же по окончании тушения пожара. Если имеется достаточное количество личного состава чтобы одновременно рассоединить каждую пару соединительных головок, то дается команда остановки насоса и одновременно рассоединяются все рукава. Необходимо сразу же слить из них воду. Если личного состава для этого недостаточно, то при уборке линий подача воды не прекращается. Уборка производится со стороны пожарного ствола при уменьшенном напоре [см. Рекомендации по практической работе со специальными агрегатами пожарных автомобилей. - M.: ВНИИПО МВД России. 1994. - 54 с]. Затем остановить насос. После этого возможно отсоединить всасывающий рукав и полностью удалить воду из полости пожарного насоса. При этом водитель отключает теплогенерирующее устройство для чего устанавливает запорную арматуру 5 на трубопроводе 4 отбора сжатого воздуха в положение «Закрыто».Before stopping the fire pump, open the drain cock and make sure that water flows out through it. Disassemble the main pressure hose lines immediately after extinguishing the fire. If there is a sufficient number of personnel to simultaneously disconnect each pair of connecting heads, a command is given to stop the pump and at the same time all the sleeves are disconnected. It is necessary to immediately drain water from them. If the personnel are not enough for this, then when cleaning the lines, the water supply does not stop. Cleaning is done from the side of the fire barrel with a reduced pressure [see Recommendations for practical work with special units of fire trucks. - M .: VNIIPO Ministry of Internal Affairs of Russia. 1994. - 54 s]. Then stop the pump. After this, it is possible to disconnect the suction sleeve and completely remove water from the cavity of the fire pump. In this case, the driver turns off the heat generating device for which sets the shutoff valves 5 on the pipeline 4 for the selection of compressed air in the "Closed" position.

Новизной разработки является подогрев пожарного насоса теплотой сухого горячего воздуха в зимних условиях, что также исключает замерзание контрольно-измерительных приборов при работе пожарного насоса, гарантирует более полное удаление через сливной краник на корпусе насоса огнетушащей жидкости, оставшейся после его работы на пожаре, позволяет исключить примерзание как рабочего колеса к корпусу, а также клапанов и задвижек водопенных коммуникаций насоса - к их седлам. Действительно, вопрос подогрева пожарного насоса в условиях низких температур является весьма актуальным, поскольку известно статистическое распределение отказов агрегатов и систем пожарного автомобиля под воздействием низких температур. Так, замерзание воды в пожарном насосе наблюдалось в 70% случаев, замерзание водопенных коммуникаций насоса - в 17%, в 9% случаев имели место отказы двигателя пожарного автомобиля, а в 4% - замерзание вакуумной системы пожарного насоса [см. Пивоваров В.В. Совершенствование парка пожарных автомобилей России. - М.: ВНИИПО, 2006. - 194 с].The novelty of the development is the heating of the fire pump with the warmth of dry hot air in winter conditions, which also eliminates the freezing of control and measuring instruments during the operation of the fire pump, guarantees a more complete removal through the drain cock on the pump casing of the extinguishing liquid remaining after its operation in a fire, eliminates freezing as an impeller to the body, as well as valves and valves of water-pump communications of the pump, to their saddles. Indeed, the issue of heating a fire pump at low temperatures is very relevant, since the statistical distribution of failures of units and systems of a fire engine under the influence of low temperatures is known. So, freezing of water in a fire pump was observed in 70% of cases, freezing of water-pump communications of a pump - in 17%, in 9% of cases there were engine fires in a fire engine, and in 4% - freezing of a vacuum system of a fire pump [see Pivovarov V.V. Improving the fleet of fire trucks in Russia. - M .: VNIIPO, 2006. - 194 s].

Для ориентировочного определения мощности, необходимой для подогрева насоса и огнетушащей жидкости в нем теплотой сухого горячего воздуха, получаемого в теплогенераторе на основе вихревой трубы Ранке-Хильша, посредством нагнетания в него сжатого воздуха от компрессора, приведем следующую выкладку.For the approximate determination of the power required to heat the pump and the extinguishing liquid in it with the heat of dry hot air obtained in a heat generator based on a Ranke-Hilsch vortex tube, by injecting compressed air from the compressor into it, we give the following calculation.

Так, известно, что при тушении более 90% пожаров расход воды составляет порядка 10…15 л/с [см. Яковенко Ю.Ф. Россия: пожарная охрана на рубеже веков. - Тверь: Сивер, 2004. - 208 с]. Следовательно, для того, чтобы обеспечить приращение температуры воды в магистральной пожарной напорной линии на каждые Δt=0,1°C нужно располагать следующей мощностью, кВт:So, it is known that when extinguishing more than 90% of fires, the water flow is about 10 ... 15 l / s [see Yakovenko Yu.F. Russia: fire protection at the turn of the century. - Tver: Seaver, 2004. - 208 s]. Therefore, in order to ensure the increment of the water temperature in the main fire pressure line for every Δt = 0.1 ° C, it is necessary to have the following power, kW:

N=(C_pQΔt)/τ,N = (C _p QΔt) / τ,

где C_p - удельная теплоемкость воды при температуре 0°C, C_p=4,212 кДж/(кг*°C) [см. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1973. - 320 с.]; Q - расход пресной воды на среднестатистическом пожаре Q=10…15 л/с, т.е. 10…15 кг/с; τ - время, сек.where C _p is the specific heat of water at a temperature of 0 ° C, C _p = 4,212 kJ / (kg * ° C) [see Mikheev M.A., Mikheeva I.M. The basics of heat transfer. - M .: Energy, 1973. - 320 p.]; Q - fresh water flow in an average fire Q = 10 ... 15 l / s, i.e. 10 ... 15 kg / s; τ - time, sec.

Таким образом, мощность необходимая для подогрева воды в магистральной пожарной напорной линии на каждые 0,1°C при расходах порядка 10…15 л/с будет находиться в пределах соответственно 4,2…6,3 кВт. Поскольку в конструкции теплогенерирующего устройства на основе вихревой трубы Ранка-Хильша не предусмотрен подвод какой-либо иной мощности кроме мощности потока воздуха, создаваемой компрессором, то очевидно, что величина переданной теплогенератору мощности и будет соответствовать мощности указанного агрегата. Это сопоставимо с номинальной мощностью компрессоров пневматической тормозной системы базовых шасси отечественных пожарных автомобилей (см. Автомобили КАМАЗ 6×4. Руководство по эксплуатации 5320 - 3902004РЭ и сервисная книжка.- М.: Машиностроение. 1994. - 448 с).Thus, the power required for heating water in the main fire pressure line for every 0.1 ° C at a flow rate of about 10 ... 15 l / s will be in the range of 4.2 ... 6.3 kW, respectively. Since the design of the heat-generating device based on the Rank-Hilsh vortex tube does not provide any other power than the power of the air flow generated by the compressor, it is obvious that the amount of power transmitted to the heat generator will correspond to the power of the specified unit. This is comparable to the rated power of the compressors of the pneumatic brake system of the base chassis of domestic fire trucks (see KAMAZ 6x4 vehicles. Operating Instructions 5320 - 3902004RE and service book. - M.: Mashinostroenie. 1994. - 448 s).

Эффективность вихревого теплогенератора Ранка-Хильша достаточно высока (см. Мартынов А.В., Бродянский В.М. Что такое вихревая труба? - М.: Энергия, 1976. - 156 с). Однако, при наличии потребности в увеличении интенсивности подогрева воды (экстремально низкие температуры воздуха, необходимость прокладки магистральных рукавных пожарных линий значительной длины и т.п.) в конструктивно-компоновочных решениях пожарных машин могут быть предусмотрены теплогенераторы более мощных типоразмеров либо регенеративного типа и/или 2-х…3-х ступенчатой конструкции, наряду с автономными эффективными компрессорами винтового типа.The efficiency of the Rank-Hilsh vortex heat generator is quite high (see Martynov A.V., Brodyansky V.M. What is a vortex tube? - M .: Energy, 1976. - 156 s). However, if there is a need to increase the intensity of water heating (extremely low air temperatures, the need to lay trunk hose lines of considerable length, etc.), structural generators of fire engines can be provided with heat generators of more powerful sizes or regenerative type and / or 2 ... 3-stage design, along with self-contained efficient screw-type compressors.

Так, для получения газов с весьма высокими температурами может применяться вихревое устройство, включающее несколько труб. В таких многоступенчатых теплогенерирующих устройствах полученный на выходе вихревой трубы горячий поток направляется на вход следующей вихревой трубы, где он снова разделяется на горячую и холодную части. Дополнительно подогретый газ подается потребителю, а холодный поток через другой патрубок - сбрасывается в окружающую среду либо направляется своему потребителю.So, to obtain gases with very high temperatures, a vortex device comprising several pipes can be used. In such multi-stage heat-generating devices, the hot stream obtained at the exit of the vortex tube is directed to the inlet of the next vortex tube, where it is again divided into hot and cold parts. Additionally, the heated gas is supplied to the consumer, and the cold stream through another pipe is discharged into the environment or sent to its consumer.

Регенеративные установки основаны на использовании нагрева воздуха перед вихревой трубой. Для этого в них используется теплообменник, куда направляется горячий поток, который подогревает идущий навстречу ему сжатый газ перед подачей в вихревую трубу. В этом случае температура горячего газа будет значительно выше температуры газа без регенерации.Regenerative plants are based on the use of air heating in front of the vortex tube. To do this, they use a heat exchanger, where a hot stream is directed, which heats the compressed gas going towards it before being fed into the vortex tube. In this case, the temperature of the hot gas will be significantly higher than the temperature of the gas without regeneration.

Регенеративные теплогенерирующие установки при необходимости целесообразно сочетать с многоступенчатыми схемами.If necessary, it is advisable to combine regenerative heat-generating plants with multistage schemes.

Таким образом, в случае применения рубашки подогрева пожарного насоса возможен дополнительный подогрев огнетушащей жидкости на среднестатистическом пожаре в условиях низких температур на величину порядка 0,12°C (расчет произведен без учета рассеивания теплоты наружными поверхностями пожарного насоса).Thus, in the case of using a fire pump heating jacket, it is possible to additionally heat the extinguishing liquid in an average fire at low temperatures by a value of about 0.12 ° C (the calculation was made without taking into account heat dissipation by the outer surfaces of the fire pump).

При положительных температурах окружающего воздуха (в весенне-летний период), запорная арматура на трубопроводе отбора сжатого воздуха переводится в положение «Выключено» и пожарный насос работает в штатном режиме, т.е. без подогрева.At positive ambient temperatures (in the spring-summer period), the shut-off valves on the compressed air extraction line are switched to the “Off” position and the fire pump is operating normally, i.e. without heating.

Применение предложенного технического решения по дополнительному, сопутствующему, в течение всего периода пожаротушения, подогреву пожарного насоса в зимних условиях, которое осуществляют теплотой сухого горячего воздуха в теплогенерирующем устройстве - вихревой трубе Ранке-Хильша, приводимом в действие от пневматической тормозной системы базового шасси пожарного автомобиля, либо автономного компрессора, изменяет тепловой баланс пожарного насоса и позволяет интенсивнее подогревать огнетушащую жидкость внутри насоса. При использовании дополнительного подогрева насоса снизится трудоемкость работ по разборке рукавных линий, уменьшится износ и увеличится долговечность пожарных напорных рукавов зимой, т.к. указанные показатели во многом зависят от температуры потока огнетушащей жидкости в них. Все это в целом повышает надежность насосно-рукавных систем и эффективность тушения пожаров в условиях низких температур окружающего воздуха, т.е. позволит уменьшить количество жертв и материальных потерь от пожаров и ЧС при обеспечении пожарных машин многоступенчатым и/или регенеративным теплогенерирующим устройством на основе вихревой трубы и спецагрегатом с корпусом и всасывающем патрубком, в которых имеется рубашки подогрева либо съемного разборного кожуха на напорном коллекторе или на насосе в целом.The application of the proposed technical solution for additional, accompanying, during the entire period of fire extinguishing, heating of the fire pump in winter conditions, which is carried out by the heat of dry hot air in a heat-generating device - Ranke-Hilsch vortex tube, driven by the pneumatic brake system of the base chassis of a fire truck, or a stand-alone compressor, changes the heat balance of the fire pump and allows more intensive heating of the extinguishing fluid inside the pump. When using additional heating of the pump, the complexity of dismantling hose lines will decrease, wear will decrease and the durability of fire pressure hoses in winter will increase, as these indicators largely depend on the temperature of the flow of the extinguishing fluid in them. All this, on the whole, increases the reliability of pumping-hose systems and the efficiency of extinguishing fires at low ambient temperatures, i.e. will reduce the number of victims and material losses from fires and emergencies while providing fire engines with a multi-stage and / or regenerative heat-generating device based on a vortex tube and a special unit with a housing and a suction pipe, in which there are heating jackets or a removable collapsible casing on the pressure head manifold or on the pump in whole.

Claims

1. A device for heating a fire engine pump in winter conditions, comprising a fire pump itself, a heat generating device, connecting pipes and fittings, characterized in that the accompanying, during the entire period of fire extinguishing, heating of the pump and the fire extinguishing liquid contained in it is carried out by supplying dry hot air generated during operation of a heat generating device based on a Rank-Hilsh vortex tube connected to the pneumatic brake system of the base chassis of a fire engine car shown either by autonomous compressor nozzle for supplying dry hot air and valves in the housing and formed in the suction pipe of the pump cavity additional - heating jacket or into the gap between the removable shroud and pump.

2. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the pump heating jacket is connected in parallel with the pneumatic brake system of the base chassis and has a pipe for supplying dry hot air and a pipe for venting air.

3. The device for heating the pump of a fire engine in winter conditions according to claim 1, characterized in that the pipe for supplying dry hot air is located on the diffuser of the pump, and the pipe for its removal is located in the cavity in the suction pipe of the pump.

4. The device for heating the pump of a fire engine in winter conditions according to claim 1, characterized in that the air is discharged into the pump compartment of the fire truck.

5. A device for heating the pump of a fire engine in winter conditions according to claim 1, characterized in that the air is removed from the heating jacket of the pump to the lower part of the pump compartment of the fire truck, namely, under a special unit.

6. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the compressed air is obtained using an autonomous screw-type compressor.

7. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the heat generating device is located in the pump compartment of the fire engine or in adjacent compartments.

8. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the stand-alone compressor of a device for heating a fire engine pump in winter conditions is located in the pump compartment of a fire engine or in adjacent compartments.

9. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the heat generating device is thermally insulated.

10. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that a heat generating device of a 2-, 3-stage design is used.

11. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that a heat-generating device of a regenerative type is used.

12. A device for heating a fire engine pump in winter conditions according to claim 1, characterized in that the heat generating device includes a combination of regenerative as well as multi-stage vortex elements.

13. The device for heating the pump of a fire engine in winter conditions according to claim 1, characterized in that the heat generating device - a vortex tube and a pump casing are a single part.

14. The device for heating the pump of a fire engine in winter conditions according to claim 1, characterized in that for heating the pump with fire extinguishing liquid, a heating jacket can be used, which is a removable casing placed around the pressure head of the pump, either around its body or around the pump assembled.